JP5022489B2 - 寸法石の切出し方法および列掘削装置 - Google Patents

Description

発明の背景

本発明は、寸法石の切出し方法に関する。本方法は、岩石あるいは石ブロックに複数の孔を少なくとも一本の掘削孔列に、所望の相互の孔間隔で掘削することを含む。掘削には、掘削ユニットを備えるブームを含む列掘削機が使用され、ブームは順に、削岩機、送り桁および送り装置を含む。組み枠なしの列掘削では、掘削ユニットは、掘削孔列において掘削された掘削孔から次に掘削される掘削孔へブームによって配置される。掘削後、掘削孔列で決まった位置から寸法石ブロックを切り離して、さらに加工する。本発明はさらに、寸法石を切り出す列掘削装置に関する。

本発明の対象は、本願の独立請求項の前段にさらに正確に記載されている。

高品質岩石を岩石から巨大なブロックとして分離し、各ブロックは所望のより小さいブロックに分割される。運搬可能な大きさの寸法石のブロックを採掘場から運んで、さらに装飾用タイル、水平台、墓石等の 製品に加工する。寸法石を切出すため、１本以上の掘削孔列を岩石に掘削する。掘削後、寸法石ブロックは爆破によって、またはくさびを用いて切り離すことができる。寸法石ブロックは、同様の方法で 分割する。掘削は列掘削機によって行ない、列掘削機は通常、掘削される孔列の方向に配置された機械的な組み枠を有し、掘削ユニットを孔から孔へ操作する。しかし、このような組み枠を有する掘削機は、重くて使いにくく、複雑な構造となる。したがって、組み枠なしの列掘削機が開発されている。たとえば、欧州特許公報EP-0 551 299-B1に開示の装置は、ブームを有し、掘削ユニットが最外側の端部に配設されている。掘削ユニットは、掘削列上の最初に掘削すべき孔の開始点、および最後に掘削すべき孔の開始点に配置され、さらに、孔間隔をとった後、掘削機の制御ユニットによって、掘削される各掘削孔の開始位置に 掘削ユニットをブームを使って位置決めする。しかし、この解決法の不都合な点は、掘削される掘削孔列の開始および最後の孔の各開始点に掘削ユニットを位置決めするのが緩慢であることである。さらに、掘削ユニットは比較的長いブームの最外側端部にあり、ブームの正確な位置決めが困難になっている。

発明の簡単な説明

本発明は、寸法石の新規で改良された切出し方法と、それに適した新規で改良された列掘削装置を達成することを目的とする。

本発明による方法は、第１のブーム、第２のブーム、これらのブームの間の実質的に水平な第１の連結部、および第２のブームと掘削ユニットの間の実質的に水平な第２の連結部を含む列掘削装置を使用し、第１のブームと第２のブームとの間で石に対向して石支持部を支持し、掘削孔列の近傍に列掘削装置を配置して第１の連結部および第２の連結部を掘削される掘削孔列に対して垂直に整列させ、掘削が完了するまでこの位置をそのまま保持し、第１の連結部を中心として第２のブームを回転させることにより掘削孔列に属する孔の間で掘削ユニットを位置決めし、それによって第２のブームが掘削孔列方向にのみ移動し、第２のブームの掘削ユニットが弧状の移動経路に沿って回転し、掘削されるそれぞれの掘削孔で、第２の連結部に対して掘削ユニットを回転させることにより被掘削対象に対して掘削ユニットの位置を調整することを特徴とする。

本発明の列掘削装置は、第１のブームおよび第２のブームを含み、このブームの間には連結機構が配設され、これは少なくとも１つの実質的に水平な第１の連結部を含み、これを中心として第２のブームが第１のブームの長手軸に対して横切る方向に回転可能であり、第１のブームと第２のブームとの間には、掘削期間中、掘削される岩石に対して支持可能な少なくとも１つの石支持部が配設され、第２のブームと掘削ユニットの間には実質的に水平な第２の連結部が配設され、掘削ユニットは第２の連結部を中心として第２のブームに対して回転可能であり、第２のブームは、第１の連結部と第２の連結部の間に何らかの連結部を有さない長手方向要素であり、掘削孔列に応じた掘削孔への掘削ユニットの位置決めは、第２のブームを掘削孔列方向にのみ回転させることによって実行するよう構成され、掘削された各掘削孔での掘削ユニットの位置は、第２のブームに対して掘削ユニットを回転させることで設定されるよう調整されている。

本発明の考えは、寸法石の切出しにおいて組み枠のない列掘削装置を使い、この装置は、連結機構によって互いに連結された第１および第２のブームを含むことである。さらに、ブームの間の部分には、第２の、すなわち最端部のブームの移動中および掘削中、岩石に対して位置決めすることができる石支持部を有する。さらに、本発明の考えは、掘削孔列の方向にのみ第２のブームを動かすことができるように第２のブームを位置決めすることである。この位置は、掘削の完了まで保たれる。掘削ユニットは、実質的に水平な第１の連結部を中心として第２のブームを回転させることによって掘削孔列に属する掘削孔の間に移動させ、第２のブームにある掘削ユニットを弧状の移動経路に沿って回転させる。さらに、被掘削対象物に対する掘削ユニットの位置は、第２のブームと掘削ユニットの間に配設された実質的に水平な第２の連結部に対して掘削ユニットを回転させることにより、掘削される各々の掘削孔に調整される。

本発明の利点は、掘削される掘削孔への掘削ユニットの位置決めを簡単な回転運動によって行なうことができ、位置決めに制御ユニットで何らかの複雑な計算を必要としないことである。第２のブームの第１の連結部および第２の連結部を掘削孔列に対して垂直に位置決めした後に、第２のブームを掘削孔列方向に移動させ、これによってさらに簡単で正確に制御することができる。

１つの実施例の考えは、第２のブームが堅い単一部材であることである。この実施例では、第２のブームは非常に簡単な構造で、これは製造が簡単で耐久性がある。さらに、この種のブームは操作が簡単である。

１つの実施例の考えは、第２のブームの 掘削孔列の方向への移動によって掘削孔列での位置決めを行なう間、第１の連結部および第２の連結部を除いて列掘削装置に属する他のすべての連結部が静止状態にあることである。

１つの実施例の考えは、直状連結部、すなわち、いわゆるズームが第１のブームと第２のブームの間の連結機構に接続されて配設され、この連結部によって第１のブームに対して第２のブームおよび掘削ユニットが同時に直線方向に 移動することができることである。これによってまた、たとえ第１のブームがすでに石支持部によって支持され固定されていたとしても、直線方向の微調整位置決めを行なうことができる。

１つの実施例の考えは、少なくとも１つの実質的に垂直な連結部、すなわち、いわゆるロールオーバ連結部が第１のブームと第２のブームの間の連結機構に接続されて配設され、その連結部を中心として第２のブームおよび掘削ユニットが回転部によって同時に回転可能であることである。この連結部によって、掘削される掘削孔列の方向へ掘削ユニットを簡単に配置することができる。

１つの実施例の考えは、掘削装置の粗い 位置決めを容易にする少なくとも１つの水平な連結部が第１のブームと連結機構との間に配設されていることである。

１つの実施例の考えは、少なくとも１つの水平連結部が第２のブームと連結機構の間に配設され、第２のブームを掘削される石に対して傾けることができることである。

１つの実施例の考えは、操作者が運搬装置上に配置された操作室等から粗い位置決めを行なうことにある。さらに、操作者は、掘削すべき掘削孔列を操作者が良好に視認することができる掘削現場から携帯遠隔操作器を使って、微調整位置決め、掘削孔における位置決め、および掘削自体についての指示を発する。

本発明のいくつかの実施例を添付図 面により詳細に説明する。
寸法石の切出し手順を示す概略図である。 可動台車に配設された本発明の列 掘削装置を示す概略側面図である。 本発明の列掘削装置におけるブーム間の連結機構を示す概略側面図である。 第２のブームを円弧に沿って回転することにより 掘削孔列に掘削ユニットを位置決めすることを示すＭ方向から見た概略図である。 本発明の列掘削装置の一部を前方から見た斜視図である。 ないし 様々な位置決め位置に回転させた本発明の列掘削装置を示す概略正面図である。 明確にするため図面では本発明のいくつかの実施例を簡略的に示す。図中、類似の要素は同様の参照符号で表す。

発明のいくつかの実施例の詳細な説明

図１は、岩石1から寸法石を切り出す手順を示す。切出し場所には一般に、段2があり、段から大きい石ブロック3を切り離して小ブロック4に、さらに運搬可能な寸法の石ブロック5に分割する。大きい石ブロック3を切り離し、そこから小さな断片に分割する場合、同じ列掘削機を使用できるか、もしくは代わるものとして、切離しおよび分割用の特別な装置を使用してもよい。図１の切出しでは、比較的小さい径の複数の掘削孔7を段2の中へ上から下方に、第１の掘削孔列6aおよび第２の掘削孔列6bに沿って互いに所定の孔間隔Ｅで掘削する。掘削は台車から行なってよく、台車は、掘削期間中、段の上に置いておいてよい。全掘削段階を行なってしまうと、掘削孔7の中に配置した爆薬を爆破することにより、大きい石ブロック3を段2より切り離す。大きい石ブロック3を切り離したら、シャーシを段2からその上部で移動してもよく、その後、分割を始めることができる。この位置で、第３の掘削孔列6cを石ブロック3に掘削してもよく、その後、爆破またはくさびによってブロック4を分割することができる。ブロック4は地面に倒してもよく、その後、第４の掘削孔列6dおよび第５の掘削孔列6eを掘削することにより、分割を地面の上で続けることができる。再び掘削孔列で切り離しを行なうことによって、トラック等を使って、たとえば、さらに先の工程場所へ輸送可能な大きさの寸法石ブロック5を形成することができる。図１に示した解決法の代わりを挙げるなら、分割は、なにか他の適当な方法で行なってもよい。目的は、寸法石ブロック4をできるだけ矩形に作り出すために、掘削孔列の掘削孔をできるだけ直線状に掘削して無駄な石を最小にすることである。目的は、寸法石ブロック4からできるだけ正確に立方体または直方体を分割することである。

図２は、寸法石を分割するところを図示したものである。列掘削装置8は、可動台車10、たとえば掘削機または採掘車に固定部9によって固定することができる。このように、列掘削装置8は分離できる装置でよい。あるいは、台車10の一部として一体的であってもよい。列掘削装置8は、第１のブーム11および第２のブーム12を有する。第１のブーム11は、第１ブーム部分11aおよび第２ブーム部分11bを有し、その間に少なくとも１つの連結部11cが配設され、これによって両ブーム部分は相対的に移動可能である。第２のブーム12は１部品のみからなってよい。第１のブーム11を使用して、本装置をおおよそ、掘削する掘削孔列6の近くに配置することができる。このおおよその配置は、台車10から、たとえば操作室から操作者によって行なうことができる。第１のブーム11と第２のブーム12の間には連結機構13が配設され、これは、掘削孔列の方向において掘削装置の微調整位置決めが正確にできるように第２のブーム12を様々に動かす１つ以上の連結部を有している。さらに、第１のブーム11と第２のブーム12の間には、おおよその位置決めの後、石に対して支持可能な石支持部14が配設されている。石支持部14は、スパイクかまたは他の適当な支持部材であってよい。一旦、石支持部14がその位置で支持されると、第１のブーム11は固定状態を保ち、本装置の位置の微調整と掘削される孔の位置決めを連結機 構13および第２のブーム12によって行なう。第２のブームには、掘削ユニット15が回転可能に配設され、これは、少なくとも１つの送り桁16を有し、これに沿って削岩機17が移動できる。削岩機17は、これに連結された工具に衝撃波を与え掘削中その長手軸に沿って工具を回転させる 打撃掘削機であってよい。もちろん削岩機17は、目的に合わせて他のどんな空気圧、流体圧または電気の掘削機でもよい。ある場合には、第２のブーム12は、２つ以上の掘削ユニットを備えていてもよい。さらに、２つ以上の列掘削機8を台車10上に設置することも可能である。図２はさらに、操作者18が遠隔操作器19によって本装置の制御操作をすることができることを示し、操作者18は掘削する掘削孔列6がよく見える位置にある。遠隔操作器19とシャーシ上の制御ユニット20との間に無線データ転送路があってもよい。

図３は、第１のブーム11と第２のブーム12との間の連結機構13の適切な構造を示している。第１のブームの第２ブーム部11bは、水平連結部21によって連結機構13に連結することができる。これによって、台車に対する列掘削装置8の高さ位置を変えることができる。さらに、連結機構13は、いわゆるロールオーバ連結である垂直連結部22有し、これによって連結機構13は、掘削孔列6の方向において位置決めを行なえるようにＢ方向に回転する。連結部22を中心とする回転は、一旦、石支持部14が石に対して配置されると機能させることができる。加えて、連結機構13は、直状連結部23、すなわち、いわゆるズームを有し、これによって第２のブーム12および掘削ユニット15は、第１のブームに対して直線方向Ｃへ同時に移動することができる。直状連結部23によって列掘削装置8の微調整位置決めが容易になるが、これは、第２のブーム12と掘削ユニット15は、第１のブーム11を動かす必要なしにＣ方向へ動くことができるためである。連結機構13はさらに、第２のブーム12と掘削ユニット15をＤ方向に傾ける水平連結部24を有している。連結部24によって第２のブーム12は、掘削される石に対して直角に置くことができる。

第２のブーム12と連結機構13との間には水平連結部25を配設してよく、これは、掘削ユニット15を掘削孔列6の掘削すべき掘削孔7に位置決めする際、第２のブーム12をＦ方向に回転させるものである。この場合、掘削ユニット15は、連結部25に対して弧状にＨ方向へ可動なように配設され、同時に連結機構13の連結部22、23および24は、静止状態を保つことができる。慎重に位置決めを行なうと、第２のブーム12は、図４に見ることができるように掘削孔列6の方向へ移動する。この場合、掘削装置8が届く範囲に位置する掘削孔7a〜7dでの位置決めは、Ｈ方向への簡単な回転移動によって行なわれる。加えて、第２のブーム12と掘削ユニット15の間に水平連結部26を配設して、掘削ユニット15をＧ方向に回転させて第２の部ブーム12の回転角度に関係なく掘削される石に向くようにする。掘削される石に対する第２のブーム12の最も離れた先端の高さ位置は、第２のブーム12の回転につれて変化するので、掘削ユニット15は、図３に示すように、第２のブーム12の先端に対して直線方向Ｊへ動けなければならない。送り桁16は、連結部26におけるクレードル27等の直状連結器によって配設してもよい。

図４は、Ｍ方向から見たときの掘削孔列における掘削孔7a〜7dへの掘削ユニット15の位置決めを示している。位置決めは、単純に第２のブーム12のＨ方向への回転で行なう。

図５は、本発明の列掘削機8を示す。図５は、掘削機8を動かすことのできる少なくともいくつかの作動装置を示す。各作動装置は、この目的に合った加圧媒体シリンダ、加圧媒体モータもしくは他の適当な作動装置であってよい。列掘削機8は、連結機構13を第１のブームに対して動かすことのできる第１の作動装置28を有してよい。さらに、第２の作動装置29をロールオーバ連結部22に接続して設置してもよい。図５は、直状連結部23の作動装置、傾斜連結部24の作動装置、または送り桁16を直線方向に動かすことができる作動装置を示していない。しかし図５は、第２のブーム12を回転させるために使用する第３の作動装置30を示している。加えて、掘削ユニット15は、第４の作動装置31によって第２のブームに対して回転可能である。後で、さらに図６aから図６cにおいて、送り桁16上で削岩機17を動かすための送り装置32を示す。

図６aから図６cは、掘削ユニット15の掘削孔列6上での掘削孔7a〜7cへの位置決めを図示している。一旦、 掘削装置8を掘削孔列6の近傍におおよそ配置し、掘削孔列の方向に正確に微調整位置決めをすると、単に、第２のブーム12を回転させた後、掘削する石に向かって掘削ユニット15を位置決めするだけで、掘削される掘削孔７a〜7cでの位置決めを行なうことができる。第２のブーム1を位置決めして第１の連結部25および第２の連結部26が掘削孔列6に対して垂直に整列することから、第２のブーム12と掘削ユニット15は、掘削孔列6の方向にのみ動くことができる。掘削孔列6の方向は、第１のブーム11の長手方向を横切っている。本装置8は、掘削される石に対して掘削ユニット15の所望の位置を一度選択した後に第２のブーム12の回転角度に対して掘削ユニット15を自動的に回転させる機構を有してもよい。さらに、送り桁16は、石に対して直線方向に動かすことができ、その後、掘削を開始できる。

列掘削装置8の稼動サイクル、すなわち掘削孔での位置決めと掘削は、手動でも半自動でも全自動でも実行できる。手動制御では、操作者18は、シャーシ10のユーザインタフェースから、または遠隔操作器19から作動装置を操作する。半自動機能では、操作者は、第１の掘削孔に掘削ユニット15を位置決めし、その後、制御ユニット20が各掘削作業段階を自動的に制御して、次に掘削される孔に掘削ユニット15を位置決めし、操作者18からの確認を待機する。半自動の稼動サイクルでは、操作者18は、所望に応じて次の掘削孔の位置を 変更してから掘削を続けてもよい。全自動制御では、制御ユニット20が掘削ユニット15を事前に選択した最初の掘削孔に位置決めし、掘削を行ない、決めておいた次の掘削孔に位置決めし、事前に決めた掘削孔をすべて掘削するまで続ける。制御ユニット20には、掘削孔の各寸法と方向、孔間隔および掘削の指示が与えられる。さらに、掘削および位置決めに必要な他の制御属性を制御ユニット20に与えることができる。制御ユニット20は、コンピュータ、プログラム論理等を含んでもよく、これらは、様々な制御機能を処理するプログラムを 実行し、位置決めに必要な計算を実行することができる。

第１のブーム11と第２のブーム12は、伸縮可能な入れ子型ブームであることに言及しておく。しかし第２のブーム12は、第１の連結部25と第２の連結部26の間に回転可能な連結部を有していない。必要なら、図示のもの以外の連結部が連結機構13に関連して存在してもよく、さらに、提示した連結部に代わって、本目的に適したいくつかの連結部および連結機構を使用してもよい。

場合によっては、本願に開示された各特徴を他の特徴に関係なくそのまま用いてもよい。それとは反対に、必要に応じて、本願に開示された各特徴を組み合わせて、様々な組合せを構成してもよい。

さらに、本願で開示された列掘削機は、寸法石の掘削以外の掘削に適用してもよい。

図面とその関連説明は、単に本発明の概念を例示するためのものである。その詳細において、本発明は特許請求の範囲内で変更可能である。

Claims (11)

1. 岩石または石ブロックに少なくとも１本の掘削孔列に所望の相互の孔間隔で複数の掘削孔を掘削し、
   少なくとも１つの掘削ユニットを装備した少なくとも１つのブームを含む列掘削装置を前記掘削に使用し、該少なくとも１つの掘削ユニットは順に、削岩機、送り桁および作動装置を含み、
   前記ブームを用いて前記掘削ユニットを掘削孔列上で掘削される掘削孔から次に掘削される掘削孔へ配置し、
   掘削後、寸法石ブロックを掘削孔列により決められた位置で切り離す寸法石の切出し方法において、該方法は、
   第１のブーム、第２のブーム、該ブームの間の実質的に水平な回転軸を有する実質的に水平な第１の連結部、および第２のブームと前記掘削ユニットとの間の実質的に水平な回転軸を有する実質的に水平な第２の連結部を含む列掘削装置を使用し、
   第１のブームと第２のブームの間で前記石に対して石支持部を支持し、
   前記掘削孔列の近傍に前記列掘削装置を配置して第１の連結部および第２の連結部を前記掘削される掘削孔列に対して垂直に整列させ、前記掘削が完了するまでこの位置をそのまま保持し、
   第１の連結部を中心として第２のブームを回転させることにより前記掘削孔列に属する前記掘削孔の間に前記掘削ユニットを位置決めし、それによって第２のブームが前記掘削孔列方向にのみ移動し、第２のブームの前記掘削ユニットが弧状の移動経路に沿って回転し、
   掘削されるそれぞれの掘削孔で、第２の連結部に対して前記掘削ユニットを回転させることにより被掘削対象に対する前記掘削ユニットの位置を調整することを特徴とする寸法石の切出し方法。
2. 請求項１に記載の方法において、該方法は、第１のブームに対して第２のブームとこれに接続された前記掘削ユニットを同時に直線方向へ移動することにより微調整位置決めを行なうことを特徴とする寸法石の切出し方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、該方法は、第１のブームに対して第２のブームとこれに接続された前記掘削ユニットを同時に少なくとも１つの連結部を中心として回転させることにより微調整位置決めを行なうことを特徴とする寸法石の切出し方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の方法において、該方法は、前記掘削孔列上の前記掘削される孔の方向に前記掘削ユニットを位置決めする際、前記掘削ユニットを前記岩石の方へ第２のブームに対して直線方向に移動させることを特徴とする寸法石の切出し方法。
5. 固定部を有し、該固定部によって可動台車の上へなどの基台機械に固定できる少なくとも１つのブームと、
   ブームに配設され、送り桁、削岩機および送り装置を含む少なくとも１つの掘削ユニットとを含み、前記削岩機は、前記送り装置により移動可能であって前記送り桁により支持された列掘削装置において、
   該列掘削装置は、第１のブームおよび第２のブームを含み、
   該ブーム間には連結機構が配設され、該連結機構は実質的に水平な回転軸を有する少なくとも１つの実質的に水平な第１の連結部を含み、第２のブームは、第１のブームの長手軸に対して横切る方向で第１の連結部を中心として回転可能であり、
   第１のブームと第２のブームとの間には、掘削期間中、掘削される岩石に対して支持可能な少なくとも１つの石支持部が配設され、
   第２のブームと前記掘削ユニットとの間には実質的に水平な回転軸を有する実質的に水平な第２の連結部が配設され、前記掘削ユニットは、第２の連結部を中心として第２のブームに対して回転可能であり、
   第２のブームは、第１の連結部と第２の連結部の間に何らかの連結部を有さない長手方向要素であり、
   掘削孔列に応じた前記掘削孔への前記掘削ユニットの位置決めは、第１の連結部を中心として第２のブームを回転させ、それによって第２のブームが該掘削孔列の方向にのみ移動することにより実行するように構成され、
   それぞれの掘削される掘削孔への前記掘削ユニットの位置は、第２のブームに対して該掘削ユニットを回転させることで設定されるよう構成されることを特徴とする列掘削装置。
6. 請求項５に記載の列掘削装置において、該装置は、前記連結機構に関連して直状連結部が配設され、該直状連結部は、第１のブームに対して直線方向に第２のブームおよび前記掘削ユニットを同時に移動させることを特徴とする列掘削装置。
7. 請求項５または６に記載の列掘削装置において、前記連結機構に関連して実質的に垂直な回転軸を有する少なくとも１つの実質的に垂直な連結部が配設され、該連結部を中心として第２のブームおよび前記掘削ユニットが同時に回転可能であることを特徴とする列掘削装置。
8. 請求項５ないし７のいずれかに記載の列掘削装置において、前記連結機構に関連して実質的に水平な回転軸を有する少なくとも１つの実質的に水平な連結部が配設され、該連結部を中心として第２のブームおよび前記掘削ユニットとが同時に傾斜可能であることを特徴とする列掘削装置。
9. 請求項５ないし８のいずれかに記載の列掘削装置において、第１のブームと前記連結機構の間には、実質的に水平な回転軸を有する少なくとも１つの実質的に水平な連結部が配設され、該連結部を中心として前記連結機構が回転可能であることを特徴とする列掘削装置。
10. 請求項５ないし９のいずれかに記載の列掘削装置において、前記送り桁は第２の連結部に直状連結部によって配設されていることを特徴とする列掘削装置。
11. 請求項５ないし10のいずれかに記載の列掘削装置において、第２のブームは前記第１の連結部と前記第２の連結部の間に何らかの回転可能な連結部を有さず、曲がらない堅さの単一部材であることを特徴とする列掘削装置。

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